JP2012124275A - Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, and electronic apparatus provided with the same - Google Patents
Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, and electronic apparatus provided with the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012124275A JP2012124275A JP2010272780A JP2010272780A JP2012124275A JP 2012124275 A JP2012124275 A JP 2012124275A JP 2010272780 A JP2010272780 A JP 2010272780A JP 2010272780 A JP2010272780 A JP 2010272780A JP 2012124275 A JP2012124275 A JP 2012124275A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid
- region
- film
- imaging device
- state imaging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、固体撮像素子およびその製造方法、並びにその固体撮像素子を備えた電子機器に関し、特に、有効画素領域とオプティカルブラック領域とを有する固体撮像素子およびその製造方法、並びにその固体撮像素子を備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus including the solid-state imaging device, and in particular, a solid-state imaging device having an effective pixel region and an optical black region, a manufacturing method thereof, and the solid-state imaging device. It is related with the provided electronic equipment.
図4は、従来の固体撮像素子の撮像部100を示す断面図である。図4のように、撮像部100には、半導体基板101に形成されたシリコン(Si)等からなるセンサ部111上に、シリコン酸化膜102を介して、シリコン窒化膜からなる反射防止膜136が形成される。反射防止膜136は、有効画素領域Aおよびオプティカルブラック領域(OB領域)Bの各領域のセンサ部111上に形成されている。また、OB領域Bの全域が、遮光膜104によって覆われている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an imaging unit 100 of a conventional solid-state imaging device. As shown in FIG. 4, the imaging unit 100 includes an antireflection film 136 made of a silicon nitride film on a
通常、シリコン窒化膜(反射防止膜136)の屈折率は、シリコン酸化膜102の屈折率よりも高い。このため、センサ部111とシリコン酸化膜132との界面で反射した光は、シリコン酸化膜102と反射防止膜136とで再反射される。その結果、センサ部111に入射した光のセンサ部111界面での反射が軽減される。これにより、反射防止膜136を備えることによって、センサ部111の集光率が向上する。従って、固体撮像素子の感度が向上するという効果が得られる。
Normally, the refractive index of the silicon nitride film (antireflection film 136) is higher than the refractive index of the silicon oxide film 102. Therefore, the light reflected at the interface between the
一方、特許文献2には、OB領域にのみ反射防止膜が形成された固体撮像素子が開示されている。
On the other hand,
しかし、従来の固体撮像素子は、OB領域の暗電流が増加するため、出力される画像が暗くなるという問題がある。 However, the conventional solid-state imaging device has a problem that the output image becomes dark because the dark current in the OB region increases.
具体的には、固体撮像素子では、若干の表面準位の残存により、センサ部111に全く光が当たらない状態でも電荷が発生する。この電荷を、「暗電流」という。そこで、固体撮像素子の製造工程では、この暗電流を低減するために、水素シンター処理(アニール処理)が行われる。
Specifically, in the solid-state imaging device, electric charges are generated even when no light is incident on the
しかし、反射防止膜136は、固体撮像素子の感度向上を図る反面、水素の侵入を阻止する性質も有している。このため、反射防止膜136は、水素シンター処理の効果(水素シンタリング効果)を低減してしまう。 However, while the antireflection film 136 is intended to improve the sensitivity of the solid-state imaging device, it has a property of preventing hydrogen from entering. For this reason, the antireflection film 136 reduces the effect of the hydrogen sintering process (hydrogen sintering effect).
図4のように、通常、OB領域Bのセンサ部111上の遮光膜135に形成された開口138bは、有効画素領域Aのセンサ部111上の遮光膜135に形成された開口138aよりも小さい。このため、OB領域Bの水素シンタリング効果が、より低減されやすく、OB領域の暗電流が増加してしまう。例えば、図5は、図4の撮像部を備えた従来の固体撮像素子における高温(80℃)暗電流値を示すグラフである。図5のように、高温時(80℃)に、OB領域の暗電流値が増加している。OB領域Bは、固体撮像素子の黒レベルの基準として利用される。このため、OB領域Bの暗電流値が増加してしまうと、有効画素領域Aに光が当たっても、あたかも光が当たっていないような信号レベル(黒沈み)になる。その結果、出力される画像が暗くなってしまう。
As shown in FIG. 4, normally, the opening 138b formed in the light shielding film 135 on the
なお、特許文献2には、OB領域に反射防止膜(水素阻止膜)を形成することによって、有効画素領域とOB領域との暗電流のレベル差を解消することができると記載されている。一般的に、遮光膜は、タングステン(W)またはアルミニウム(Al)等の金属膜から形成される。この遮光膜(特にW膜)は、遮光膜の剥離防止膜(例えばTiN膜)を予め形成した後、剥離防止膜上に形成される。しかし、剥離防止膜は、水素の侵入を阻止する性質を有する。このため、水素シンター処理の効果(水素シンタリング効果)が低減してしまい、OB領域の暗電流が増加してしまう。従って、特許文献2の構成では、OB領域の暗電流値が、更に増加してしまう。
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力される画像が暗くなるのを低減することのできる固体撮像素子およびその製造方法、並びにその固体撮像素子を備えた電子機器を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of reducing the darkness of an output image, a manufacturing method thereof, and the solid-state imaging. An object of the present invention is to provide an electronic device including an element.
本発明に係る固体撮像素子は、上記の課題を解決するために、有効画素領域と、オプティカルブラック領域とが形成された撮像部を備え、上記有効画素領域およびオプティカルブラック領域の各領域には、受光部が形成されている固体撮像素子において、上記有効画素領域の受光部上に反射防止膜が形成されている一方、上記オプティカルブラック領域の受光部上に反射防止膜が形成されていないことを特徴としている。 In order to solve the above problems, a solid-state imaging device according to the present invention includes an imaging unit in which an effective pixel region and an optical black region are formed, and each region of the effective pixel region and the optical black region includes: In the solid-state imaging device in which the light receiving portion is formed, an antireflection film is formed on the light receiving portion in the effective pixel region, while an antireflection film is not formed on the light receiving portion in the optical black region. It is a feature.
上記の構成によれば、有効画素領域およびオプティカル領域(OB領域)のうち、有効画素領域に形成された受光部上にのみ、反射防止膜が形成されており、OB領域の受光部上には反射防止膜が形成されていない。このため、反射防止膜が形成されていないOB領域の水素シンタリング効果が向上する。これにより、高温時(80℃程度)に発生するOB領域の暗電流の増加(悪化)を抑制することができる。つまり、有効画素領域とOB領域との受光部の暗電流のレベル差が軽減される。従って、暗電流が原因となり出力される画像が暗くなるのを低減することが可能となる。 According to the above configuration, the antireflection film is formed only on the light receiving portion formed in the effective pixel region in the effective pixel region and the optical region (OB region), and on the light receiving portion in the OB region. An antireflection film is not formed. For this reason, the hydrogen sintering effect of the OB region where the antireflection film is not formed is improved. Thereby, the increase (deterioration) of the dark current in the OB region that occurs at a high temperature (about 80 ° C.) can be suppressed. That is, the level difference of the dark current in the light receiving portion between the effective pixel region and the OB region is reduced. Therefore, it is possible to reduce the darkness of the output image due to the dark current.
本発明に係る固体撮像素子において、上記反射防止膜は、シリコン窒化膜であることが好ましい。 In the solid-state imaging device according to the present invention, the antireflection film is preferably a silicon nitride film.
上記の構成によれば、反射防止膜がシリコン窒化膜(SiN膜)から形成されている。このため、有効画素領域の受光部で反射された光を反射防止膜が効果的に再反射し、有効画素領域の受光部の集光率をより一層向上させることができる。従って、有効画素領域の受光部の感度を向上しつつ、OB領域の水素シンタリング効果を向上することができる。 According to said structure, the antireflection film is formed from the silicon nitride film (SiN film). For this reason, the antireflection film effectively re-reflects the light reflected by the light receiving portion in the effective pixel region, and the light collection rate of the light receiving portion in the effective pixel region can be further improved. Therefore, it is possible to improve the hydrogen sintering effect of the OB region while improving the sensitivity of the light receiving unit in the effective pixel region.
本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、上記の課題を解決するために、有効画素領域と、オプティカルブラック領域とが形成された撮像部を備え、上記有効画素領域およびオプティカルブラック領域の各領域には、受光部が形成された固体撮像素子の製造方法において、上記有効画素領域の受光部上に反射防止膜を形成する一方、上記オプティカルブラック領域の受光部上に反射防止膜を形成しない反射防止膜形成工程を有することを特徴としている。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention includes an imaging unit in which an effective pixel region and an optical black region are formed, and each region of the effective pixel region and the optical black region. In the method of manufacturing a solid-state imaging device in which a light receiving portion is formed, a reflection that does not form an antireflection film on the light receiving portion in the optical black region while an antireflection film is formed on the light receiving portion in the effective pixel region. It is characterized by having a prevention film forming step.
上記の方法によれば、反射防止膜形成工程において、有効画素領域およびオプティカル領域(OB領域)のうち、有効画素領域に形成された受光部上にのみ、反射防止膜が形成され、OB領域の受光部上には反射防止膜が形成されない。このため、反射防止膜が形成されていないOB領域の水素シンタリング効果が向上する。これにより、高温時(80℃程度)に発生するOB領域の暗電流の増加(悪化)を抑制することができる。つまり、有効画素領域とOB領域との受光部の暗電流のレベル差が軽減される。従って、暗電流が原因となり出力される画像が暗くなるのを低減することが可能となる固体撮像素子を製造することができる。 According to the above method, in the antireflection film forming step, the antireflection film is formed only on the light receiving portion formed in the effective pixel region among the effective pixel region and the optical region (OB region). An antireflection film is not formed on the light receiving portion. For this reason, the hydrogen sintering effect of the OB region where the antireflection film is not formed is improved. Thereby, the increase (deterioration) of the dark current in the OB region that occurs at a high temperature (about 80 ° C.) can be suppressed. That is, the level difference of the dark current in the light receiving portion between the effective pixel region and the OB region is reduced. Therefore, it is possible to manufacture a solid-state imaging device that can reduce the darkness of the output image due to the dark current.
本発明に係る固体撮像素子の製造方法において、上記オプティカルブラック領域の全域に遮光膜を形成する遮光膜形成工程と、水素シンター処理を行う水素シンター処理工程とをさらに有し、上記水素シンター処理工程の後に、上記遮光膜形成工程を行うことが好ましい。 The method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention further includes a light shielding film forming step for forming a light shielding film over the entire optical black region, and a hydrogen sintering treatment step for performing a hydrogen sintering treatment, and the hydrogen sintering treatment step. It is preferable to perform the said light shielding film formation process after this.
上記の方法によれば、OB領域の全域に水素を透過しにくい遮光膜が形成される前に、水素シンター処理工程が行われる。これにより、水素シンター処理によって、OB領域は、水素によるシンタリング効果が上昇する。その結果、OB領域における暗電流の増加を低減することができる。従って、出力画像が暗電流によって暗くなるのを、より確実に低減することができる。 According to the above method, the hydrogen sintering process is performed before the light-shielding film that hardly transmits hydrogen is formed in the entire OB region. Thereby, the hydrogen sintering process increases the sintering effect of hydrogen in the OB region. As a result, an increase in dark current in the OB region can be reduced. Therefore, it is possible to more reliably reduce the output image from being darkened by the dark current.
本発明に係る固体撮像素子の製造方法において、上記反射防止膜形成工程は、プラズマCVD法または減圧CVD法により、反射防止膜を形成することが好ましい。 In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that the antireflection film forming step forms an antireflection film by a plasma CVD method or a low pressure CVD method.
上記の方法によれば、反射防止膜が、プラズマCVD法または減圧CVD法によって形成される。これにより、有効画素領域の受光部で反射された光を効果的に再反射し、有効画素領域の受光部の集光率をより一層向上させることができる反射防止膜を形成することができる。従って、有効画素領域の受光部の感度を向上しつつ、OB領域の水素シンタリング効果を向上することができる。 According to the above method, the antireflection film is formed by the plasma CVD method or the low pressure CVD method. Accordingly, it is possible to form an antireflection film that can effectively re-reflect the light reflected by the light receiving portion in the effective pixel region and further improve the light collection rate of the light receiving portion in the effective pixel region. Therefore, it is possible to improve the hydrogen sintering effect of the OB region while improving the sensitivity of the light receiving unit in the effective pixel region.
本発明に係る電子機器は、上記の課題を解決するために、前記いずれかに記載の固体撮像素子を備えることを特徴としている。従って、暗電流が原因となり出力される画像が暗くなるのを低減することが可能となる固体撮像素子を備えた電子機器を提供することができる。 In order to solve the above-described problems, an electronic apparatus according to the present invention includes any one of the solid-state imaging elements described above. Therefore, it is possible to provide an electronic apparatus including a solid-state imaging device that can reduce the darkness of an output image due to a dark current.
以上のように、本発明に係る固体撮像素子は、上記有効画素領域の受光部上に反射防止膜が形成されている一方、上記オプティカルブラック領域の受光部上に反射防止膜が形成されていない構成である。それゆえ、暗電流が原因となり出力される画像が暗くなるのを低減することが可能となるという効果を奏する。 As described above, in the solid-state imaging device according to the present invention, the antireflection film is formed on the light receiving part in the effective pixel region, while the antireflection film is not formed on the light receiving part in the optical black region. It is a configuration. Therefore, it is possible to reduce the darkness of the output image due to the dark current.
以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔実施の形態1〕
(1)固体撮像素子
図1は、本発明の固体撮像素子の撮像部10を示す断面図である。図1のように、撮像部10には、受光を必要とする有効画素領域Aと、黒レベルを規定するためのオプティカルブラック領域(OB領域)Bとが形成されている。撮像部10は、半導体基板(基板)1上に、第1酸化膜2を介して、電荷転送部(垂直転送部)3が形成された構成である。OB領域Bの全域は、遮光膜4(第1遮光膜)により覆われている。
[Embodiment 1]
(1) Solid-State Imaging Device FIG. 1 is a cross-sectional view showing an imaging unit 10 of the solid-state imaging device of the present invention. As shown in FIG. 1, the imaging unit 10 is formed with an effective pixel area A that requires light reception and an optical black area (OB area) B for defining the black level. The imaging unit 10 has a configuration in which a charge transfer unit (vertical transfer unit) 3 is formed on a semiconductor substrate (substrate) 1 via a
なお、図示しないが、本実施形態の固体撮像素子は、撮像部10に加え、CCD構造の水平転送部(HCCD)と、水平転送部に接続された出力部とを備えている。つまり、本実施形態の固体撮像素子は、いわゆるインターライントランスファ(IT)型のCCDイメージセンサである。なお、説明の便宜上、遮光膜4側を上方、半導体基板1側を下方とする。
Although not shown, the solid-state imaging device of the present embodiment includes a horizontal transfer unit (HCCD) having a CCD structure and an output unit connected to the horizontal transfer unit in addition to the imaging unit 10. That is, the solid-state imaging device of the present embodiment is a so-called interline transfer (IT) type CCD image sensor. For convenience of explanation, the light shielding film 4 side is the upper side, and the
なお、以下の説明では、有効画素領域AおよびOB領域Bに形成された部材を区別する場合、有効画素領域Aに形成された部材番号の末尾に「a」を、OB領域Bに形成された部材番号の末尾に「b」を付す。一方、区別しない場合には部材番号の末尾に「a」「b」を付さないこととする。 In the following description, when distinguishing the members formed in the effective pixel region A and the OB region B, “a” is added to the end of the member number formed in the effective pixel region A, and the member is formed in the OB region B. “B” is added to the end of the member number. On the other hand, if not distinguished, “a” and “b” are not added to the end of the member number.
半導体基板1は、P型シリコン基板等から構成されている。半導体基板1には、センサ部(受光部,フォトダイオード部)11と、垂直転送部(VCCD)12と、半導体層13とが形成されている。
The
センサ部11は、複数の受光素子(フォトダイオード)が2次元マトリクス状に配列された光電変換部である。垂直転送部12は、センサ部11の各受光素子に対応して設けられている。垂直転送部12は、受光素子で発生した電荷を垂直方向に転送する転送領域として機能する。半導体層13は、センサ部11と垂直転送部12との間に形成されている。半導体層13は、センサ部11(受光素子)で発生した電荷を垂直転送部12に読み出す読み出し領域として機能する。半導体基板1がP型半導体基板である場合、センサ部11および垂直転送部12は、N型半導体領域(N型拡散領域;CCD拡散領域)であり、半導体層13はP型半導体領域(Pウェル領域)である。
The
第1酸化膜2は、半導体基板1の受光面の全域に形成されている。第1酸化膜2は、シリコン酸化膜等の絶縁膜である。第1酸化膜2は、単層の膜でも、多層の膜でもよい。
The
電荷転送部3は、第1酸化膜2上に形成されている。電荷転送部3は、ゲート電極部31(ゲート絶縁膜32とゲート電極33)、第2酸化膜34、遮光膜35(第2遮光膜)、反射防止膜36、第3酸化膜37とから構成されている。
The
ゲート電極部31は、第1酸化膜2の垂直転送部12上に形成されている。ゲート電極部31は、ゲート絶縁膜32とゲート電極33とから構成されている。ゲート絶縁膜32は、第1酸化膜2上に形成され、ゲート電極33は、ゲート絶縁膜32上に積層されている。
The gate electrode part 31 is formed on the
第2酸化膜34は、シリコン酸化膜等の絶縁膜から形成されており、ゲート電極部31を被覆している。第2酸化膜34は、ゲート電極33と遮光膜35とを絶縁する役割、および、第2酸化膜34上に形成される遮光膜35の密着性を向上する役割を果たす。
The second oxide film 34 is formed of an insulating film such as a silicon oxide film and covers the gate electrode portion 31. The second oxide film 34 serves to insulate the
遮光膜35は、タングステンまたはアルミニウム等の金属膜から形成されており、第2酸化膜34を被覆している。遮光膜35は、ゲート電極部31を遮光する。 The light shielding film 35 is formed of a metal film such as tungsten or aluminum, and covers the second oxide film 34. The light shielding film 35 shields the gate electrode portion 31 from light.
第2酸化膜34および遮光膜35は、受光用の開口38を有している。開口38は、センサ部11上に形成されており、開口38が形成された領域は、第1酸化膜2が露出している。これにより、開口38を介して、入射光がセンサ部11の入射面に入射する。なお、有効画素領域Aの開口38aの面積は、OB領域の開口38bの面積よりも広い。
The second oxide film 34 and the light shielding film 35 have a light receiving opening 38. The opening 38 is formed on the
反射防止膜36は、有効画素領域Aのセンサ部11a上にのみ形成されている。具体的には、反射防止膜36は、開口38aから露出した第1酸化膜2上に形成されている。反射防止膜36は、開口38a内に設けられており、センサ部11aの光入射面における反射を軽減する。
The antireflection film 36 is formed only on the
反射防止膜36は、Si3N4のようなシリコン窒化膜、TiON,TiNのような窒化チタン膜を用いることができる。シリコン窒化膜は水素の透過を阻止する膜であり、TiON膜は水素を吸着する膜であり、共にセンサ部11への水素の拡散を阻止する。
As the antireflection film 36, a silicon nitride film such as Si 3 N 4 or a titanium nitride film such as TiON or TiN can be used. The silicon nitride film is a film that blocks the permeation of hydrogen, and the TiON film is a film that adsorbs hydrogen, and both block the diffusion of hydrogen to the
第3酸化膜37は、シリコン酸化膜等の絶縁膜から形成されており、遮光膜4と遮光膜35との間の絶縁のために設けられている。また、第3酸化膜37は、電荷転送部3の平坦化膜としても機能する。第1酸化膜2、第2酸化膜34、第3酸化膜37は、同一の絶縁膜でも、異なる絶縁膜であってもよい。
The third oxide film 37 is formed of an insulating film such as a silicon oxide film, and is provided for insulation between the light shielding film 4 and the light shielding film 35. The third oxide film 37 also functions as a planarizing film for the
遮光膜4は、OB領域Bの全域に形成されている。遮光膜4は、遮光膜35と同様、例えば、タングステンまたはアルミニウム等の金属膜から形成されている。遮光膜4と遮光膜35とは、同一の金属膜であっても、異なる金属膜であってもよい。 The light shielding film 4 is formed over the entire OB region B. As with the light shielding film 35, the light shielding film 4 is formed of a metal film such as tungsten or aluminum. The light shielding film 4 and the light shielding film 35 may be the same metal film or different metal films.
なお、第3酸化膜37および遮光膜4上には、平坦化膜5が形成されている。平坦化膜5としては、例えば、カラーフィルタ形成用の段差防止膜を用いることができる。 A planarizing film 5 is formed on the third oxide film 37 and the light shielding film 4. As the planarizing film 5, for example, a step preventing film for forming a color filter can be used.
このように、本実施形態の固体撮像素子は、反射防止膜36の形成部位が異なる以外は、基本的に特許文献2に記載された固体撮像素子と同様の構成である。本実施形態の固体撮像素子は、電荷転送部3(ゲート電極31)を駆動することによって、半導体層13を介して、センサ部11から垂直転送部12に読み出された信号電荷が垂直方向に順次転送される。
As described above, the solid-state imaging device of the present embodiment has basically the same configuration as the solid-state imaging device described in
本実施形態の固体撮像素子のように、有効画素領域AとOB領域Bとを有する撮像部10を備えた固体撮像素子において、暗電流を低減することは特に重要である。 In the solid-state imaging device including the imaging unit 10 having the effective pixel region A and the OB region B like the solid-state imaging device of the present embodiment, it is particularly important to reduce the dark current.
本実施形態の撮像部10を構成するアルミニウム(Al)やタングステン(W)等の金属からなる遮光膜4,35、および、シリコン窒化膜(反射防止膜36)は、水素を遮る。一方、シリコン酸化膜(第1酸化膜2、第2酸化膜34、第3酸化膜37)は、水素を透過する。その結果、従来の固体撮像素子のように、有効画素領域AおよびOB領域Bの各領域のセンサ部111上に反射防止膜136を形成すると、高温時(80℃)に、OB領域の暗電流値が増加してしまう(図5参照)。OB領域Bは、固体撮像素子の黒レベルの基準として利用される。このため、OB領域Bの暗電流値が増加してしまうと、有効画素領域Aに光が当たっても、あたかも光が当たっていないような信号レベル(黒沈み)になる。その結果、出力される画像が暗くなってしまう。
The light shielding films 4 and 35 and the silicon nitride film (antireflection film 36) made of metal such as aluminum (Al) or tungsten (W) constituting the imaging unit 10 of the present embodiment shield hydrogen. On the other hand, the silicon oxide films (the
そこで、本実施形態の固体撮像素子は、有効画素領域Aに形成されたセンサ部11a上にのみ、反射防止膜36が形成されており、OB領域のセンサ部11b上には反射防止膜が形成されていない。このため、反射防止膜36が形成されていないOB領域Bのセンサ部11bの受光面に水素シンタリング処理を施すことによって、OB領域の水素シンタリング効果が向上する。これにより、高温時(80℃程度)に発生するOB領域Bの暗電流の増加(悪化)を抑制することができる。つまり、有効画素領域AとOB領域Bとのセンサ部11a,11bの暗電流のレベル差が軽減される。従って、暗電流が原因となり出力される画像が暗くなるのを低減することが可能となる。
Therefore, in the solid-state imaging device of the present embodiment, the antireflection film 36 is formed only on the
本実施形態の固体撮像素子において、反射防止膜36は、シリコン窒化膜(SiN膜)から形成されていることが好ましい。シリコン窒化膜(SiN膜)は、有効画素領域Aのセンサ部11aで反射された光を効果的に再反射するため、有効画素領域Aのセンサ部11aの集光率をより一層向上させることができる。従って、有効画素領域Aのセンサ部11aの感度を向上しつつ、OB領域Bの水素シンタリング効果を向上することができる。
In the solid-state imaging device of the present embodiment, the antireflection film 36 is preferably formed from a silicon nitride film (SiN film). Since the silicon nitride film (SiN film) effectively re-reflects the light reflected by the
なお、本実施形態では、インターライントランスファ(IT)型の固体撮像素子について説明したが、固体撮像素子の種類はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば、フレームインターライントランスファ(FIT)の固体撮像素子等にも適用することができる。 In the present embodiment, the interline transfer (IT) type solid-state imaging device has been described, but the type of the solid-state imaging device is not limited to this. The present invention can also be applied to, for example, a frame interline transfer (FIT) solid-state imaging device.
本発明の固体撮像素子は、カメラ付き携帯電話機、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、セキュリティカメラ(監視カメラ)、ドアホン、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ等の各種電子機器に適用することができる。 The solid-state imaging device of the present invention can be applied to various electronic devices such as camera-equipped mobile phones, digital video cameras, digital still cameras, security cameras (surveillance cameras), door phones, image input cameras, scanners, and facsimiles.
(2)固体撮像素子の製造方法
本実施形態の固体撮像素子の製造方法は、有効画素領域Aのセンサ部11上にのみ、反射防止膜36を形成する反射防止膜形成工程を含んでいる。図2は、本発明の固体撮像素子の製造工程を示す断面図である。なお、図2においては、図1における半導体基板1の各部を省略している。
(2) Manufacturing Method of Solid-State Imaging Device The manufacturing method of the solid-state imaging device of the present embodiment includes an antireflection film forming step for forming the antireflection film 36 only on the
まず、図2の(a)に示すように、従来の固体撮像素子の製造方法と同様に、半導体基板1上の有効画素領域AおよびOB領域Bに、第1酸化膜2を介して、ゲート電極部31を形成する。そして、ゲート電極部31および第1酸化膜2の全域に、反射防止膜36を形成する。これにより、従来の固体撮像素子と同様のフォトダイオード部(受光部)・転送ゲート配線構造が形成される。
First, as shown in FIG. 2A, a gate is formed in the effective pixel region A and OB region B on the
次に、図2の(b)のように、有効画素領域Aのセンサ部11a(図示せず)にのみ反射防止膜36を加工(ドライエッチング)するために、フォトリソグラフィーでフォトレジスト6を加工する。この時、従来の固体撮像素子(図4参照)では、有効画素領域Aにも、OB領域Bにも反射防止膜36加工用のフォトレジスト6を残すことになる。しかし、本実施形態の固体撮像素子の製造方法においては、図2の(b)のように、OB領域Bには反射防止膜36加工用のフォトレジスト6を残さない。
Next, as shown in FIG. 2B, in order to process (dry etching) the antireflection film 36 only in the
次に、図2の(c)に示すように、フォトレジスト6が形成されていない領域の反射防止膜36を加工(ドライエッチング)する。 Next, as shown in FIG. 2C, the antireflection film 36 in the region where the photoresist 6 is not formed is processed (dry etching).
次に、図2の(d)に示すように、常法にしたがい、OB領域Bの全域を遮光する遮光膜4を形成する前に、ゲート電極部31と遮光膜35との絶縁および遮光膜35の密着性向上を目的に、第2酸化膜34をCVD法で形成する。その後、Al膜やW膜からなる遮光膜35をスパッタ法やCVD法で堆積させて形成する。 Next, as shown in FIG. 2D, according to a conventional method, before forming the light shielding film 4 that shields the entire area of the OB region B, the insulation between the gate electrode portion 31 and the light shielding film 35 and the light shielding film A second oxide film 34 is formed by a CVD method for the purpose of improving the adhesion of 35. Thereafter, a light shielding film 35 made of an Al film or a W film is deposited by sputtering or CVD.
次に、遮光膜35の形成後、遮光膜4を形成する前に、水素シンターを行う。これにより、有効画素領域AとOB領域共に、均等に水素によるシンタリング効果が上昇する。その結果、高温時(80℃程度)においてもOB(オプティカルブラック)領域の暗電流の増加(悪化)を抑えることが出来、出力される画像が暗くならない。 Next, after forming the light shielding film 35 and before forming the light shielding film 4, hydrogen sintering is performed. Thereby, both the effective pixel area A and the OB area increase the sintering effect by hydrogen equally. As a result, the increase (deterioration) of dark current in the OB (optical black) region can be suppressed even at high temperatures (about 80 ° C.), and the output image does not become dark.
最後に、OB領域Bの全域に遮光膜4を形成し、図1のような撮像部10を備えた固体撮像素子が製造される。 Finally, the light shielding film 4 is formed over the entire area of the OB region B, and a solid-state imaging device including the imaging unit 10 as shown in FIG. 1 is manufactured.
なお、本実施形態の固体撮像素子の製造方法においては、遮光膜35の形成後、遮光膜4を形成する前に水素シンターを行えばよい。つまり、水素シンターの処理順は、遮光膜35と遮光膜4との絶縁を目的に形成する第3酸化膜37の形成前後どちらでも良い。 In the method for manufacturing the solid-state imaging device of this embodiment, hydrogen sintering may be performed after the light shielding film 35 is formed and before the light shielding film 4 is formed. That is, the processing order of the hydrogen sinter may be either before or after the formation of the third oxide film 37 formed for the purpose of insulation between the light shielding film 35 and the light shielding film 4.
以上のように、本実施形態の固体撮像素子の製造方法によれば、反射防止膜形成工程において、有効画素領域Aおよびオプティカル領域(OB領域)のうち、有効画素領域Aに形成されたセンサ部11a上にのみ、反射防止膜36が形成され、OB領域Bのセンサ部11b上には反射防止膜が形成されない。このため、反射防止膜36が形成されていないOB領域Bの水素シンタリング効果が向上する。これにより、高温時(80℃程度)に発生するOB領域Bの暗電流の増加(悪化)を抑制することができる。つまり、有効画素領域AとOB領域Bとのセンサ部11の暗電流のレベル差が軽減される。従って、暗電流が原因となり出力される画像が暗くなるのを低減することが可能となる固体撮像素子を製造することができる。
As described above, according to the manufacturing method of the solid-state imaging device of the present embodiment, the sensor unit formed in the effective pixel region A among the effective pixel region A and the optical region (OB region) in the antireflection film forming step. The antireflection film 36 is formed only on 11a, and the antireflection film is not formed on the
本発明に係る固体撮像素子の製造方法においては、OB領域Bの全域に遮光膜4を形成する遮光膜形成工程と、水素シンター処理を行う水素シンター処理工程とをさらに有しており、上記遮光膜形成工程は、上記水素シンター処理工程の後に行うことが好ましい。 The method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention further includes a light shielding film forming step for forming the light shielding film 4 over the entire area of the OB region B and a hydrogen sintering treatment step for performing a hydrogen sintering treatment. The film forming step is preferably performed after the hydrogen sintering process.
上記の方法によれば、OB領域Bの全域に水素を透過しにくい遮光膜4が形成される前に、水素シンター処理工程が行われる。これにより、水素シンター処理によって、OB領域Bは、水素によるシンタリング効果が上昇する。その結果、OB領域Bにおける暗電流の増加を低減することができる。従って、出力画像が暗電流によって暗くなるのを、より確実に低減することができる。 According to the above method, the hydrogen sintering process is performed before the light-shielding film 4 that hardly transmits hydrogen is formed in the entire OB region B. Thereby, the sintering effect by hydrogen increases in the OB region B by the hydrogen sintering process. As a result, an increase in dark current in the OB region B can be reduced. Therefore, it is possible to more reliably reduce the output image from being darkened by the dark current.
また、上記反射防止膜形成工程は、プラズマCVD法または減圧CVD法により、反射防止膜36を形成することが好ましい。上記の方法によれば、反射防止膜36が、プラズマCVD法または減圧CVD法等の各種CVD法によって形成される。これにより、有効画素領域Aのセンサ部11aで反射された光を効果的に再反射し、有効画素領域Aのセンサ部11aの集光率をより一層向上させることができる反射防止膜36を形成することができる。従って、有効画素領域Aのセンサ部11aの感度を向上しつつ、OB領域Bの水素シンタリング効果を向上することができる。
In the antireflection film forming step, the antireflection film 36 is preferably formed by plasma CVD or low pressure CVD. According to the above method, the antireflection film 36 is formed by various CVD methods such as a plasma CVD method or a low pressure CVD method. Thereby, the light reflected by the
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible in the range shown to the claim. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
本発明の固体撮像素子は、カメラ付き携帯電話機、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、セキュリティカメラ(監視カメラ)、ドアホン、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ等の各種電子機器に適用することができる。 The solid-state imaging device of the present invention can be applied to various electronic devices such as camera-equipped mobile phones, digital video cameras, digital still cameras, security cameras (surveillance cameras), door phones, image input cameras, scanners, and facsimiles.
A 有効画素領域
B オプティカルブラック領域(OB領域)
4 遮光膜
10 撮像部
11 センサ部(受光部)
11a 有効画素領域のセンサ部(受光部)
11b OB領域のセンサ部(受光部)
36 反射防止膜
A Effective pixel area B Optical black area (OB area)
4 light shielding film 10
11a Sensor section (light receiving section) of effective pixel area
11b OB area sensor unit (light receiving unit)
36 Anti-reflective coating
Claims (6)
上記有効画素領域の受光部上に反射防止膜が形成されている一方、上記オプティカルブラック領域の受光部上に反射防止膜が形成されていないことを特徴とする固体撮像素子。 In the solid-state imaging device in which an effective pixel region and an optical black region are formed, and each of the effective pixel region and the optical black region is provided with a light receiving unit.
A solid-state imaging device, wherein an antireflection film is formed on the light receiving portion in the effective pixel region, but no antireflection film is formed on the light receiving portion in the optical black region.
上記有効画素領域の受光部上に反射防止膜を形成する一方、上記オプティカルブラック領域の受光部上に反射防止膜を形成しない反射防止膜形成工程を有することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 In the method of manufacturing a solid-state imaging device in which an effective pixel region and an optical black region are formed, and each of the effective pixel region and the optical black region is provided with a light receiving unit.
A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: forming an antireflection film on the light receiving portion in the effective pixel region, and forming an antireflection film on the light receiving portion in the optical black region, wherein the antireflection film is not formed. .
水素シンター処理を行う水素シンター処理工程とをさらに有し、
上記水素シンター処理工程の後に、上記遮光膜形成工程を行うことを特徴とする請求項3に記載の固体撮像素子の製造方法。 A light shielding film forming step of forming a light shielding film over the entire area of the optical black region;
A hydrogen sintering process for performing hydrogen sintering,
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 3, wherein the light shielding film forming step is performed after the hydrogen sintering process.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010272780A JP2012124275A (en) | 2010-12-07 | 2010-12-07 | Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, and electronic apparatus provided with the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010272780A JP2012124275A (en) | 2010-12-07 | 2010-12-07 | Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, and electronic apparatus provided with the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012124275A true JP2012124275A (en) | 2012-06-28 |
Family
ID=46505437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010272780A Pending JP2012124275A (en) | 2010-12-07 | 2010-12-07 | Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, and electronic apparatus provided with the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012124275A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012156334A (en) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Sony Corp | Solid state image pickup device, manufacturing method of the solid state image pickup device, and electronic apparatus |
JP2018078281A (en) * | 2016-10-28 | 2018-05-17 | キヤノン株式会社 | Photoelectric conversion device and imaging system |
DE102017125227B4 (en) | 2016-10-28 | 2022-10-06 | Canon Kabushiki Kaisha | PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE AND IMAGE CAPTURE SYSTEM |
-
2010
- 2010-12-07 JP JP2010272780A patent/JP2012124275A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012156334A (en) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Sony Corp | Solid state image pickup device, manufacturing method of the solid state image pickup device, and electronic apparatus |
JP2018078281A (en) * | 2016-10-28 | 2018-05-17 | キヤノン株式会社 | Photoelectric conversion device and imaging system |
JP7086558B2 (en) | 2016-10-28 | 2022-06-20 | キヤノン株式会社 | Photoelectric converter and imaging system |
DE102017125227B4 (en) | 2016-10-28 | 2022-10-06 | Canon Kabushiki Kaisha | PHOTOELECTRIC CONVERSION DEVICE AND IMAGE CAPTURE SYSTEM |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101861964B1 (en) | Solid-state imaging device, method of manufacturing the same, and electronic equipment | |
KR100791346B1 (en) | Method for fabricating image sensor and image sensor fabricated thereby | |
KR20090023264A (en) | Solid-state image capturing device, manufacturing method for the solid-state image capturing device, and electronic information device | |
TW201330236A (en) | Solid-state imaging device, manufacturing method for the same, and imaging apparatus | |
JP2012054321A (en) | Solid state image sensor and method of manufacturing the same, and solid state image pick-up device and image pick-up device | |
KR100502620B1 (en) | Solid State Image Sensing Device | |
US9515110B2 (en) | Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus | |
JP2014053591A (en) | Image pickup element, image pickup device, manufacturing apparatus and method | |
TWI771850B (en) | Image sensor with partially encapsulating attenuation layer | |
US6127668A (en) | Solid state image pickup device and method for manufacturing the same | |
JP2010182789A (en) | Solid-state imaging element, imaging device, and manufacturing method of solid-state imaging element | |
JP2012124275A (en) | Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, and electronic apparatus provided with the same | |
JP2009290089A (en) | Solid state imaging device and method for manufacturing therefor | |
JP2014033052A (en) | Solid state imaging element and electronic information equipment | |
JP2012234968A (en) | Solid state image pickup device, manufacturing method of the same and electronic information apparatus | |
JP6663887B2 (en) | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic device | |
JP2005340498A (en) | Solid-state imaging device | |
TW201338147A (en) | Solid-state image sensor element | |
JP6176313B2 (en) | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus | |
JP6945665B2 (en) | Solid-state image sensor, electronic equipment and manufacturing method | |
WO2013111418A1 (en) | Solid-state imaging element | |
JP2008041847A (en) | Solid state imaging apparatus | |
JP2008028101A (en) | Solid-state imaging element and its manufacturing method | |
JPH08306895A (en) | Solid-state image sensor and its fabrication method | |
TW202315149A (en) | Light-receiving element and electronic device |